CN102142077A - 数据读取器、数据读取方法和数据记录器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据读取器，数据读取方法和数据记录器。公开一种数据读取器，包括：图像采集部分，所述图像采集部分被配置成获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；空间解交织部分，所述空间解交织部分被配置成进行适合于对获得的图像中，按照空间分布方式，排列在二维空间中的色单元排序的空间解交织；和颜色解码部分，所述颜色部分被配置成通过分析具有排序的色单元的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色，和所述颜色的浓度编码的数据解码。

Description

数据读取器、数据读取方法和数据记录器

技术领域

本发明涉及数据读取器，数据读取方法和数据记录器，更具体地说，涉及在用于通过印刷或显示数字数据，记录数字数据的数据记录方案方面，提高记录内容的可靠性，和增大记录容量的数据读取器，数据读取方法和数据记录器。

背景技术

近年来，条形码、QR码和其它二维码已被广泛用于通过印刷，把数字数据记录在纸张和其它介质上。在这样的记录方案中，由于记录成本极低，因此常常使用标签管理商品和其它物质。

近年来，条形码、QR码和其它代码在用于由移动电话照相机读取的广告媒体中的应用也迅速变得普及。

一方面，条形码、QR码和其它代码技术非常有益于作为可低成本实现的数字记录技术。另一方面，其记录容量低一直是一个未被解决的问题。例如，二维记录信息的QR码甚至最大只能记录7089个文字(如果只记录数字的话)。为了在未来获得更广的应用领域，条形码和其它记录方案必须提供更高的记录容量。

用条形码获得更高的记录容量的可能解决方案想必是使条形码着色，和使其尺寸减小到极小。条形码和QR码通常以黑色和白色的二元方式记录信息。不过，如果用多种颜色，而不是黑白两种颜色着色条形码，那么在相同面积上能够记录更多的信息。此外，如果记录信息的单位(下面称为单元)被降低到较小，那么在相同面积上，也能够记录更多的信息。

另一方面，提出一种用于相互堆叠其中均记录有信息的可读二维代码，以便产生另一个可读二维代码的技术(例如，参见日本专利公开No.2008-171130)。

发明内容

不过，使条形码着色，或者把条形码的尺寸减小到极小会导致难以记录或读取数据。

例如，就彩色印刷来说，印刷的内容会随着时间退色。即，达到对黑白色二元记录来说不成问题的程度的退色会导致彩色条形码的数据不可再现。为了获得更广的应用领域，需要一种即使存在这种退色，也能够正确再现数据的数据记录方案。

另一方面，如果要记录的数据被印刷在例如纸张上，那么尽管采取各种措施小心地保护纸面，纸面也易于局部弄脏和受到刮擦。由于这种弄脏和刮擦而损坏的数据难以事后恢复。

鉴上上述情况，做出了本发明，本发明的目的是在用于通过印刷或显示数字数据，记录数字数据的数据记录方案方面，提高记录内容的可靠性，和增大记录容量。

本发明的第一方面是一种数据读取器，它包括图像获取装置，空间解交织装置和颜色解码装置。图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。空间解交织装置进行适合于对获得的图像中，按照空间分布方式，排列在二维空间中的色单元排序的空间解交织。颜色解码装置通过分析具有排序的色单元的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色，和所述颜色的浓度编码的数据解码。

空间解交织装置能够对通过分层随机交织，以空间分布方式排列的色单元排序。

与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据是通过复用多个数据元素而获得的复用数据。颜色解码装置能够把复用数据分离成所述数据元素。

通过划分显示图像的二维空间，能够复用多个数据元素。

借助与显示图像的二维空间中的色单元的颜色变化相关的频率，能够复用多个数据元素。

通过组合相同色单元上的多种颜色，能够复用多个数据元素。

数据读取器还包括控制信息解码装置，所述控制信息解码装置适合于对控制信息解码，所述控制信息由显示在显示图像的二维空间的预定位置的，具有预定颜色、形状和大小的图形构成。这使得可以根据包含在控制信息中的信息，进行解交织和颜色解码。

数据读取器还包括均衡装置，所述均衡装置进行适合于根据引导块(pilot)的颜色，校正色单元的颜色的均衡，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置的，具有预定颜色、形状和大小的图形构成。

本发明的第一方面是一种数据读取方法，所述方法包括利用图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像的步骤。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。所述数据读取方法还包括利用空间解交织装置，进行适合于对获得的图像中，按照空间分布方式，排列在二维空间中的色单元排序的空间解交织的步骤。所述数据读取方法还包括利用颜色解码装置，通过分析具有排序的色单元的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色，和所述颜色的浓度编码的数据解码的步骤。

本发明的第一方面是一种使计算机起数据读取器作用的程序。所述数据读取器包括图像获取装置，空间解交织装置和颜色解码装置。图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。空间解交织装置进行适合于对获得的图像中，按照空间分布方式，排列在二维空间中的色单元排序的空间解交织。颜色解码装置通过分析具有排序的色单元的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色和所述颜色的浓度编码的数据解码。

在本发明的第一方面，获得具有排列在二维空间中的色单元的图像。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。对获得的图像中，按照空间分布方式，排列在二维空间中的色单元排序。通过分析具有排序的色单元的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色和所述颜色的浓度编码的数据解码。

本发明的第二方面是一种数据记录器，所述数据记录器包括颜色编码装置，空间交织装置和记录装置。颜色编码装置结合颜色和所述颜色的浓度，对输入的数字数据编码。空间交织装置进行适合于在二维空间中排列数据期间，按照空间分布方式对结合颜色和颜色浓度编码的数据排序的空间交织。记录装置通过把空间交织的数据显示成二维空间中的色单元，记录输入的数字数据。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。

在本发明的第二方面，结合颜色和所述颜色的浓度对输入的数字数据编码。进行空间交织，以在二维空间中排列数据期间，按照空间分布方式对结合颜色和所述颜色的浓度编码的数据排序。通过把空间交织数据显示成二维空间中的色单元，记录输入的数字数据。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。

本发明的第三方面是一种数据读取器，所述数据读取器包括图像获取装置，均衡装置和颜色解码装置。图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。均衡装置进行均衡，以根据引导块的颜色，校正色单元的颜色，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置的，具有预定颜色、形状和大小的图形构成。颜色解码装置通过分析具有色单元的校正颜色的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色和所述颜色的浓度编码的数据解码。

与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据是通过复用多个数据元素而获得的复用数据。颜色解码装置能够把复用数据分离成所述数据元素。

通过划分显示图像的二维空间，能够复用多个数据元素。

借助与显示图像的二维空间中的色单元的颜色变化相关的频率，能够复用多个数据元素。

通过组合多个色单元颜色，能够复用多个数据元素。

数据读取器还包括控制信息解码装置，所述控制信息解码装置适合于对控制信息解码，所述控制信息由显示在显示图像的二维空间的预定位置的，具有预定形状和大小的黑色或白色图形构成。这使得可以根据包含在控制信息中的信息，进行均衡和颜色解码。

本发明的第三方面是一种数据读取方法，所述数据读取方法包括利用图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像的步骤。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。所述数据读取方法还包括利用均衡装置进行均衡，以根据引导块的颜色，校正色单元的颜色的步骤，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置的，具有预定颜色、形状和大小的图形构成。所述数据读取方法还包括利用颜色解码装置，通过分析具有色单元的校正颜色的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色和所述颜色的浓度编码的数据解码的步骤。

本发明的第三方面是一种使计算机起数据读取器作用的程序。所述数据读取器包括图像获取装置，均衡装置和颜色解码装置。图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。均衡装置进行均衡，以根据引导块的颜色，校正色单元的颜色，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置的，具有预定颜色、形状和大小的图形构成。颜色解码装置通过分析具有色单元的校正颜色的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色，和所述颜色的浓度编码的数据解码。

在本发明的第三方面，获得具有排列在二维空间中的色单元的图像。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。进行均衡，以根据引导块的颜色，校正色单元的颜色，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置的，具有预定颜色、形状和大小的图形构成。通过分析具有色单元的校正颜色的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色和所述颜色的浓度编码的数据解码。

本发明的第四方面是一种数据记录器，所述数据记录器包括颜色编码装置，引导块插入装置和记录装置。颜色编码装置结合颜色和所述颜色的浓度，对输入的数字数据编码。引导块插入装置把引导块的数据插入编码数据中，以致根据编码数据，在二维空间中排列所述颜色浓度的图像期间插入引导块。所述引导块作为具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形，被显示在预定坐标位置。记录装置通过在二维空间中，把具有插入其中的引导块的数据的编码数据显示成包括色单元和引导块的图像，记录输入的数字数据。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。

在本发明的第四方面，结合颜色和所述颜色的浓度编码输入的数字数据。引导块的数据被插入编码数据中，以致根据编码数据，在二维空间中排列所述颜色浓度的图像期间插入引导块。所述引导块作为具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形，被显示在预定坐标位置。通过在二维空间中，把具有插入其中的引导块的数据的编码数据显示成包括色单元和引导块的图像，记录输入的数字数据。每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。

在用于通过印刷或显示数字数据，记录数字数据的数据记录方案方面，本发明提高了记录内容的可靠性，并且增大了记录容量。

附图说明

图1是描述应用本发明的一个实施例的数据记录方案的例子的示图；

图2是图解说明色单元的结构例子的示图；

图3是图解说明按照本发明的一个实施例的数据记录器的结构例子的方框图；

图4是分块的一个例子的示图；

图5是描述空间复用的一个例子的示图；

图6是描述频率复用的一个例子的示图；

图7是图解说明当数据被频率复用时，图3中所示的颜色映射部分的详细结构例子的方框图；

图8是描述分层复用的一个例子的示图；

图9是描述随机交织的示图；

图10是描述递归随机交织的示图；

图11是图解说明按照本发明的一个实施例的数据读取器的结构例子的方框图；

图12A-12C是描述均衡的例子的示图；

图13是描述数据记录的例子的流程图；

图14是描述数据读取的例子的流程图；

图15是图解说明个人计算机的结构例子的方框图。

具体实施方式

下面参考附图，说明本发明的实施例。

图1是描述应用本发明的一个实施例的数据记录方案的例子的示图。

图1图解说明其中采用按照实施例的记录方案，把给定长度的数据记录在诸如一张纸之类的平面介质10上的例子。在这个例子中，当数据被印刷在介质10，即一张纸的表面上时，数据被记录成给定颜色和形状的图形。应注意称为色单元(后面参考图2说明)的许多图形被印刷在这张纸上，以致通过分析色单元的颜色，能够读出记录的数据。

控制信息21被印刷在图1中所示的介质10的左上端。控制信息21由一组白色或黑色图形构成。例如，控制信息21包括将在后面说明的信息，比如色单元大小，使用的颜色的数目，引导块(pilot)模式，纠错方案和交织方案。

另一方面，分别在介质10的右上端，左下端和右下端，印刷端部符号22-1～22-3。

端部符号22-1～22-3用来便于稍后说明的数据读取器识别介质10的尺寸，以便校正介质10的位置和角度，从而使得易于读取记录的信息。即，当读取印刷在介质10上的数据时，通过检测控制信息21和端部符号22-1～22-3，数据读取器能够识别纸面的四端，从而使得数据读取器能够识别纸面的尺寸。此外，通过识别纸面的四端，如果纸面歪斜、上下颠倒或者左右颠倒的话，那么通过虚拟地旋转纸面，数据读取器能够校正纸面位置。

端部符号22-1～22-3呈能够容易地被数据读取器识别的预先设定的颜色和形状。在这个例子中，端部符号22-1～22-3被印刷成黑色矩形。

此外，在介质10上印刷均由呈预先设定的颜色的图形构成的引导块23。应注意尽管在介质10上印刷了许多引导块，不过附图标记只被赋予印刷在最左上侧的引导块23。

引导块用于使数据读取器可以均衡印刷在纸上的色单元的颜色，例如，如果纸上的印刷退色的话。

在这个例子中，每个引导块被印刷成由四个矩形，即，黑色、红色、绿色和蓝色矩形的组合物构成的矩形。黑色充当暗区域的基准颜色，红色、绿色和蓝色是光的三原色。即，按照即使呈任意颜色的色单元退色，也能够均衡色单元颜色的方式构成引导块。

不过，引导块只需要起颜色基准的作用。于是，例如，引导块可由印刷用CMYK(青、洋红、黄和黑)，或者广播用YCbCr(一个亮度信号和两个色差信号)构成。

引导块被印刷在预定位置。例如，在离介质10的顶端给定垂直距离的地方，沿水平方向间隔预定距离成一行地印刷引导块。还在相隔给定垂直距离的地方，沿水平方向间隔预定距离成一行地印刷引导块。即，按照不论在纸面的哪个区域中印刷退色，都能够均衡色单元颜色的方式排列引导块。

应注意的是可酌情选择引导块的排列和结构，以致关于选择结果的信息被包括在控制信息21中。

在介质10的表面上，在没有印刷控制信息21、端部符号22-1～22-3、和引导块的地方，印刷色单元。

图2是图解说明色单元的结构例子的示图。如图2中所示，每个色单元被构成为给定颜色的极小矩形。在这个例子中，沿图2中的第1行水平印刷6个色单元41-1～41-6。此外，分别沿着第2行到第12行水平印刷6个色单元。这些色单元均充当将被记录到介质10的数据。即，通过读取每个色单元的颜色，能够读取记录的数据。

不仅按预定的大小和形状，而且按与要记录的数据相关的颜色印刷每个色单元。每个色单元的颜色是多种预定颜色之一。

图3是图解说明按照本发明的实施例的数据记录器的结构例子的方框图。图3图解说明适合于复用和记录两个数据，或者说数据A和数据B的数据记录器100的结构例子。

分块部分121-1把数据A分成预定长度的块。分块部分121-2把数据B分成预定长度的块。块大小是结合要复用的数据的个数和介质10的表面尺寸确定的。

数据A和B的大小不是预先固定的。于是，分块部分121-1和121-2分别把数据A和B分成上述块。应注意的是数据A和B都可被分成单块或多块。

如果块长度(块大小)大于待记录的数据的长度，那么分块部分121-1和121-2添加空数据(例如，包含0的一系列比特)，如图4中所示。

由分块部分121-1和121-2处理的两个数据被分别提供给随机化部分122-1和122-2，以便进行随机化(或者能量分散)。

随机化部分122-1和122-2执行的随机化由用在欧洲地面数字广播(DVB-T)中采用的15阶PRBS(伪随机二进序列)的乘法构成。

由随机化部分122-1和122-2处理和输出的两个数据分别被提供给纠错编码部分123-1和123-2。纠错编码部分123-1和123-2分别对输入数据执行纠错编码。这里执行的纠错编码由LDPC(低密度奇偶检验)编码和BCH编码的组合构成。自然地，另一方面可以使用Reed-Solomon编码、卷积编码或其它编码方案。另外，纠错编码部分123-1和123-2可利用不同的纠错编码方案进行纠错编码。

由纠错编码部分123-1和123-2处理和输出的两个数据分别被提供给比特交织器124-1和124-2。比特交织器124-1和124-2分别是适合于交织数据的功能块。比特交织器124-1和124-2均执行适合于把LDPC码的奇偶检验比特交织到不同的奇偶校验比特位置的奇偶交织。此外，比特交织器124-1和124-2均对奇偶交织的LDPC码进行列螺旋(column twist)交织或其它处理。

由比特交织器124-1和124-2处理和输出的两个数据被提供给颜色映射部分125。

颜色映射部分125复用从比特交织器124-1和124-2输出的两个数据。随后，颜色映射部分125把复用的数据映射成颜色和色浓度。

数据是按照下述方式映射成颜色的。

首先，确定颜色向量表现方案，比如RGB或YCbCr。这里将说明其中使用RGB作为颜色向量表现方案的例子。

对于每个基向量，即R、G和B，定义2的n次方的不同水平的浓度/亮度。这使得通过组合R、G和B，能够表现2^N×2^N×2^N种颜色，从而允许表现3×N比特的信息。

即，颜色映射部分125结合颜色和色浓度地编码数字数据。

浓度/亮度灰度级是按照要记录的数据的种类，或者数据记录器或读取器的类型确定的。例如，如果数据记录器具有较高的写入精度，或者如果数据读取器具有较高的读取精度，那么可以增大N，以记录更多的信息。另一方面，如果数据非常重要，那么可以减小N，以使数据易于读取。此外，如果存在大量的数据，那么可以增大N，以便增大存储容量。

数据是按照下述方式复用的。下面参考图5-8进行说明。

图5是描述空间复用的例子的示图。图5图解说明其中通过把数据A印刷在介质10的表面的右侧，和把数据B印刷在介质10的表面的左侧，空间复用数据A和B的例子。

图6是描述频率复用的一个例子的示图。图6图解说明其中通过把数据A记录在低频带中，把数据B记录在高频带中，频率复用数据A和B的例子。

为了通过频率复用记录数据，通过相隔较大的距离，把色单元排列在纸面上，把数据A记录成低频带中的数据。另一方面，通过无间隔地排列色单元，把数据B记录成高频带中的数据。即，复用的数据A和数据B是按照依据与上面印刷图像的纸面的二维空间中的色单元颜色的变化相关联的频率，能够相互区分这两个数据的方式记录的。

图7是图解说明适合于频率复用数据的颜色映射部分125的详细结构例子的方框图。在这个例子中，从比特交织器124-1和124-2输出的数据被提供给FFT计算块141。随后，由FFT计算块141执行的FFT计算产生的数据被提供给映射块142进行颜色映射。

图8是描述分层复用的一个例子的示图。这里，术语“分层复用”指的是适合于把多个信息复用到相同的色单元的方案。下面说明其中利用64(＝8×8)个色单元，把信息复用到两个层级(层级1和层级2)的例子。

在图8中，层级1中的所有64个色单元的R、G和B级别(强度)被设定为0或4。即，在由64个色单元构成的层级1中存在8种可能的组合，即，(R，G，B)＝(0，0，0)，(0，0，4)，(0，4，0)，(0，4，4)，(4，0，0)，等等，一直到(4，4，4)。这使得能够利用层级1中的64个色单元，表现3比特的数据(2³＝8)。

另一方面，在层级2中，所有64个色单元的R、G和B级别(强度)分别被设定成0～3任意之一。即，在层级2中，存在色单元的64种可能组合，即，(0，0，0)，(0，0，1)，(0，0，2)，(0，0，3)，(0，1，0)，等等，一直到(3，3，3)。于是，能够用64个色单元表现的信息的数目为4096(＝64×64)条信息。这使得利用层级2中的64个色单元，能够表现12比特的数据(2¹²＝4096)。

即，通过组合层级1和2，分层复用允许利用64个色单元记录15比特的数据。当组合层级1和层级2时，64个色单元的每个R、G和B级别被设定为0～7任意之一。

这种情况下，数据读取器能够按照下述方式分离复用的数据。

例如，当数据读取器读取色单元时，如果色单元的R、G和B级别为4以上，那么层级1中的R、G和B级别可被确定为4。此外，通过从4以上的每个R、G和B级别中减去4，能够确定层级2中的R、G和B级别。

另一方面，如果色单元的R、G和B级别低于4，那么层级1中的R、G和B级别可被确定为0。此外，低于4的R、G和B级别能够被原样确定为层级2中的R、G和B级别。

此外，如图8中所示的分层复用使得即使读取精度低的数据读取器也能够至少读取在层级1中的数据，如果不能读取两个层级中的数据的话。例如，图像被印刷成以致层级1中的数据能够被简单和紧凑的数据读取器读取。如果必须要读取层级2中的数据，那么使用高性能的数据读取器。

除了上面所述，还可以使用块复用。在块复用中，每个块由预定数目的色单元构成。记录数据A的块和记录数据B的块被连续排列在纸面上。另一方面，可以进行块复用，以致控制信息21包含规定记录数据A的块和记录数据B的块被排列在什么地方的信息。

此外，可以使用用来关于每个颜色基向量记录数据的向量复用。例如，如果R、G和B被用作颜色向量，那么可用红色记录数据A，用绿色记录数据B，和用蓝色记录数据C。

返回参见图3，由颜色映射部分125处理和输出的数据被提供给空间交织器126。空间交织器126对映射到色单元的数据排序(空间交织)，以便空间分布数据排列(例如，与介质10的表面相关的二维空间中的排列)。

例如，如果通过印刷色单元，记录数据，那么由于污迹、涂痕、刮擦或破损，印刷的纸面的特定部分中的数据可能会集中丢失。如果发生这种集中丢失，那么即使利用纠错编码，通常也不能恢复数据。

为了避免这种不可恢复的丢失，有效的是在印刷之前，预先对数据排序，和在读取时，把排序数据恢复回初始形式，并对恢复的数据进行纠错解码。

空间交织器126通过随机交织(一种提供高空间分布效率的方案)，对数据排序。图9是描述随机交织的示图。

图9中所示的缓冲器具有6个(＝2×3)地址，并被供给在图9的左侧所示的数据序列。在这个例子中，表示了数据序列“A，B，C，D，E，F”。从左上侧开始，缓冲器的存储区中的地址被顺序编号为“1，2，3，4，5，6”。数据序列“A，B，C，D，E，F”被保存在按升序的相应地址的存储区中。

即，数据“A”被保存在缓冲器的地址1的存储区中，数据“B”被保存在缓冲器的地址2的存储区中，等等，数据“F”被保存在缓冲器的地址6的存储区中。

图9还表示了地址表。如果数据被写入缓冲器的所有存储区，那么根据该地址表从缓冲器读出数据。在这个例子中，地址表包含从左上侧开始的地址“3，6，2”，和从左下侧开始的“5，1，4”。应注意如图9中所示的相同地址表可用在后面说明的数据读取器中。

按照根据地址表规定的顺序，从缓冲器读出写入缓冲器的数据。在这种情况下，按照缓冲器的地址“3，6，2，5，1，4”的顺序读出数据，输出在图9的缓冲器的右侧表示的数据序列。在这个例子中，输入数据序列“A，B，C，D，E，F”被排序成数据序列“C，F，B，E，A，D”，并被输出。

应注意的是实际上组合高度随机的地址表，使用具有大量地址的缓冲器，以通过提供较高的空间分布效率的随机交织对数据排序。

在这种通过随机交织的数据排序中，理想的是准备好与能够印刷在将记录数据的纸面上的色单元一样多的缓冲器地址。不过，在纸面较大的情况下，这会导致地址表极大，从而造成记录和读取数据需要更多的时间，可能降低数据记录器和读取器的方便性。

如果纸面较大，那么可以使用基于递归随机交织的地址表。

图10是图解说明基于递归随机交织的地址表的示图。图10所示的地址表是分层构成的。在这个例子中，和在图9中所示的地址表中一样，在图10中所示的地址表中提供6个地址。从左上侧开始，这些地址被顺序编号为“3，6，2，5，1，4”。不过，就图10中所示的地址表来说，每个地址单元是与6个地址相关的块的地址。例如，记录到在第一层级中的地址2的块的数据被根据其地址从左上侧开始，顺序编号为“3，6，2，5，1，4”的地址表被进一步排序。

例如，纸面被分成6块。地址1、2和3被顺序分配给从左上侧开始的3个块，地址4、5和6被顺序分配给从左下侧开始的3个块。随后，使这些地址与第一层级中的地址表关联。类似地，待记录的数据被分成6块。随后，第一块中的数据被排序，以致根据第一层级中的地址表，它被记录在纸面的下部中央。另一方面，第二块中的数据被排序，以致它被记录在纸面的右上侧。类似地，根据第一层级中的地址表，对第三到第六块中的数据排序。

随后为了把数据记录到每个块，根据第二层级中的地址表进一步对数据排序。例如，我们假定第二块中的数据的数据序列为“A，B，C，D，E，F”。当被记录到纸面的右上侧时，根据第二层级中的地址表，该数据序列被排序成数据序列“C，F，B，E，A，D”。

如上所述，基于递归随机交织的地址表可被用于对数据排序。

应注意尽管在本例中，说明了其中基于递归随机交织的地址表由两个层级构成的例子，不过，地址表可由数目更多的层级构成。

应注意空间交织器126使用的数据排序方案并不局限于上面所述。不过，利用过度复杂的交织方案会导致电路规模更大，从而造成成本更高和数据读取器的尺寸更大。例如，可以选择几种交织方案，同时识别所选的交织方案的信息包含在控制信息21中。

返回参见图3，由空间交织器126处理和输出的数据被提供给引导块插入部分127。引导块插入部分127把与上面参考图1说明的引导块相关的数据插入由空间交织器126处理和输出的数据中。

如上所述，相隔预定间隔印刷均由预定颜色、形状和大小的图形构成的引导块。引导块的颜色、图形、印刷位置和其它信息在引导块插入部分127中设定。

例如，一方面，高密度地印刷引导块允许高精度地校正颜色不均匀。另一方面，这会导致能够记录的数据数量的减少，所述减少等同于印刷的引导块的数目。例如，诸如引导块颜色、图形、印刷位置和其它信息之类的模式是可选择的。

应注意的是，在关于图1说明的例子中，引导块均由四个矩形，即，黑色、红色、绿色和蓝色矩形的组合物构成。即，图1中所示的引导块被表示成固定符号，所述固定符号充当使数据读取器可以均衡印刷在纸面上的色单元的颜色的基准颜色，例如，如果纸面上的印刷退色的话。不过，可在不恶化颜色校正性能的程度上把数据叠加在引导块上。

例如，在图1中所示的例子中，每个引导块由黑色、红色、绿色和蓝色四种颜色构成。不过，可以记录这四种颜色中的一种。这使得能够进一步表现另一条信息，即，用印刷在预定位置的引导块是黑色、红色、绿色和蓝色中的哪种颜色表述的信息。即，数据被叠加在引导块上。

在集中地印刷相同颜色的引导块的区域中，如上所述的数据在引导块上的叠加会导致校正性能恶化。不过，如果在引导块上叠加足够密集和足够随机的数据，那么可以认为校正性能的恶化不会造成任何问题。

另一方面，可以多级地记录黑色、红色、绿色和蓝色中的每种颜色。例如，当用8个比特分别表示R、G和B时，两种引导块或者说R，G，B＝(256，0，0)和(128，0，0)被用于红色。这使得能够表示另一条信息，即，用印刷在预定位置的引导块具有两种RGB级别中的哪种级别表述的信息。结果，数据同样被叠加在引导块上。

如上所述，当数据被叠加在引导块上时，提供许多不同的RGB级别(增大多级度)会导致校正性能恶化。不过，如果多级度被设定成这样的程度，以致不会错误地识别RGB级别的种类，那么可认为校正性能的恶化不会造成任何问题。

由引导块插入部分127处理和输出的数据被提供给控制信息插入部分128。如同关于图1所述，控制信息被印刷在左上侧，并由一组白色或黑色图形构成。

在读取纸面上的数据之前，数据读取器需要控制信息。即，数据读取器必须首先读取控制信息。于是，控制信息由一组白色或黑色图形构成，以降低由于纸面的退色，而错误地识别所述控制信息的可能性。

控制信息可包含上述色单元的大小，和用于色单元的颜色的数目。此外，控制信息不仅包含诸如引导块插入部分127采用(选择)的引导块颜色、图形和印刷位置之类的模式，而且包含如果数据被叠加在引导块上，那么所使用的叠加方案。此外，控制信息包含诸如纠错编码部分123-1和123-2采用(选择)的纠错编码方案，和空间交织器126采用(选择)的交织方案之类的信息。如上所述，识别数据记录器100的各个功能块选择的模式和方案的信息被预先提供给控制信息插入部分128。

随后，控制信息插入部分128把这些信息组合成控制信息，并把控制信息的数据插入从引导块插入部分127输出的数据中。应注意控制信息还经历预定类型的纠错编码，被映射成白色或黑色，和被空间交织(排序)，以便记录。应注意控制信息并不总是需要被映射成白色或黑色。相反，控制信息可被映射成其它颜色，只要所述其它颜色易于读取。

应注意印刷上面关于图1说明的端部符号22-1～22-3所需的数据也由控制信息插入部分128插入。

由控制信息插入部分128处理和输出的数据被提供给数据记录部分129-1～129-3。数据记录部分129-1～129-3根据供给的数据，把图像印刷在纸或其它介质上。这使得可以利用上面关于图1说明的色单元，把数据记录在介质10上。

在图3中所示的例子中，在数据记录器100中设置三个数据记录部分，或者说数据记录部分129-1～129-3。如果用三个数据记录部分把数据同时印刷在三个介质上，那么，即使在由于油墨质量、纸张条件或其它原因，未能正确地记录数据的情况下，通过把三个介质同时装入数据读取器中，也极可能正确地恢复数据。

自然地，可在数据记录器100中设置一个数据记录部分。

用如上所述的数据记录器100记录数据。

下面说明数据读取器，所述数据读取器适合于读取由数据记录器100记录的数据。图11是图解说明按照本发明的实施例的数据读取器的结构例子的方框图。

图11中所示的数据读取器200读取印刷和记录在如图1中所示的介质10的数据。下面说明其中读取通过复用数据A和B而获得的复用数据的例子。

图像采集部分221-1～221-3获得介质10的纸面上的图像。

图像采集部分221-1～221-3均包括扫描仪、数字照相机、摄像机或其它设备，并以数字数据的形式输出获得的图像。从图像采集部分221-1～221-3输出的数字数据代表与纸面的所有坐标位置相关的颜色。

应注意图像采集部分221-1～221-3可以进行诸如噪声消除或颜色校正之类的图像处理。

从图像采集部分221-1～221-3输出的数据被分别供给控制信息处理部分222-1～222-3。

控制信息处理部分222-1～222-3根据从图像采集部分221-1～221-3输出的数据，读出控制信息。即，控制信息处理部分222-1～222-3识别映射成图1中所示的控制信息21的白色或黑色图形的数据，并通过解交织、纠错和其它处理，再现控制信息。

结果，识别上面所述的色单元大小，和用于色单元的颜色的数目。此外，识别更多的信息，不仅包括诸如引导块插入部分127采用(选择)的引导块颜色、图形和印刷位置之类的模式，而且包括使用的叠加方案，如果数据被叠加在引导块上的话。此外，识别纠错编码部分123-1和123-2采用(选择)的纠错方案，和空间交织器126采用(选择)的交织方案，和其它信息。

通过再现控制信息而获得的这些信息首先被提供给均衡部分223，空间解交织器224，反向颜色映射部分225及纠错解码部分227-1和227-2。

此外，控制信息处理部分222-1～222-3识别印刷在纸面端部的端部符号22-1～22-3的坐标位置，从而识别纸面大小，和校正坐标位置。如上所述，端部符号22-1～22-3被用来使数据读取器200可以识别介质10的大小，以便校正介质10的位置和角度，从而使得易于读取记录的信息。

即，当数据读取器200检测控制信息21和端部符号22-1～22-3时，纸面的四端的坐标位置被识别，从而使得可以识别纸面大小。此外，作为所述四端的识别的结果，如果纸面歪斜、上下颠倒或者左右颠倒，那么通过虚拟旋转纸面，校正色单元的坐标位置。

由控制信息处理部分222-1～222-3处理和输出的数据被提供给均衡部分223。

应注意的是，在图11中所示的例子中，在数据读取器200设置了三个图像采集部分221-1～221-3和三个控制信息处理部分222-1～222-3。这种结构供其中在数据记录器100中设置三个数据记录部分的情况之用。其原因在于即使由于油墨质量、纸张条件或其它原因，而未能正确记录数据的情况下，通过把三个介质同时装入数据读取器中，也极可能正确地恢复数据。

例如，如果在数据记录器100中设置一个数据记录部分，那么在数据读取器200中，只需要设置一个图像采集部分和一个控制信息处理部分。

如果从三个控制信息处理部分供给了数据，那么均衡部分223通过组合这三个数据(例如通过求平均值)进行均衡。另一方面，均衡部分223可在分别计算这三个数据的预定可靠性评价值，并选择评价值最高的那个数据之后，进行均衡。

均衡部分223利用引导块，校正色单元的颜色。

图12A-12C是描述由均衡部分223进行色单元颜色的校正(均衡)的一个例子的示图。图12A-12C是图解说明引导块和色单元的级别的示图，水平轴代表坐标位置，垂直轴代表R、G或B级别。这里，为了易于说明，我们假定只表示R、G和B分量中的R分量的级别。

图12A是图解说明紧接在印刷在纸面上之后，引导块和色单元的R分量级别的示图。在图12A中，用条线图表示与坐标位置相关的R分量级别。在该图中，最左侧和最右侧的条线表示两个引导块的R分量级别。位于夹在这两个引导块之间的坐标位置的条线表示色单元的R分量级别。

图12B是图解说明当数据读取器200读取引导块和色单元时，引导块和色单元的R分量级别的示图。在图12B中，用条线图表示与坐标位置相关的R分量级别。在该图中，最左侧和最右侧的条线表示两个引导块的R分量级别。位于夹在这两个引导块之间的坐标位置的条线表示色单元的R分量级别。

在图12B中，由于纸面的退色，当沿着水平轴从右向左时，R分量级别衰减。

如果在不经过均衡的情况下读取该数据，那么不能正确地再现由数据记录器100记录的数据。其原因在于作为色单元的R、G和B级别的衰减的结果，每个色单元代表的信息已不同于记录的信息。

不过，在数据读取器200中，控制信息已被控制信息处理部分222-1～222-3再现。于是，控制信息已被识别，不仅包括诸如引导块插入部分127采用(选择)的引导块颜色，图形和印刷位置之类的模式，而且包括使用的叠加方案，如果数据被叠加在引导块上的话。结果，均衡部分223能够把引导块的坐标位置和RGB级别处理为已知值。

即，均衡部分223能够把图12B的示图中，最左侧和最右侧的条线识别为表示两个引导块的R分组级别。此外，均衡部分223能够识别引导块的初始R分量级别。

这使均衡部分223能够利用如图12C中图解说明的引导块，校正色单元的颜色。

图12C是图解说明在均衡部分223的均衡之后，引导块和色单元的R分量级别的示图。在图12C中，用条线图表示与坐标位置相关的R分量级别。在该图中，最左侧和最右侧的条线表示两个引导块的R分量级别。位于夹在这两个引导块之间的坐标位置的条线表示色单元的R分量级别。

在图12C中，当沿着水平轴从右侧坐标位置到左侧坐标位置时，在图12B中看到的R分量级别的衰减被校正。即，均衡部分223识别应由该示图中的最左侧和最右侧的条线表示的级别，从而识别进行校正所需的每个坐标位置的增益，以致把图12B中所示的线条301改变成在图12C中所示的线条302。随后，均衡部分223把每个条线的级别乘以与坐标位置关联的该条线的增益，从而校正色单元的颜色。

应注意可用简单的线性插值进行上述校正。另一方面，可用利用多个引导块的多抽头插值滤波器或二维滤波器进行所述校正。这提供更高的颜色校正精度。

另一方面，可通过MRC(最大比值合并)校正色单元的颜色。这种情况下，根据关于每个色单元计算的S/N比，组合多个色单元。应注意可通过求平均值，简单地组合色单元。

如上所述进行均衡。

另一方面，当要记录的数据的图像被印刷在纸张上时，取决于打印机型号，所述图像通常是以不同的色调印刷的。例如，不同的打印机型号可不同地增强红色，产生不同的亮度和暗度级别，从而导致不同的色调。

例如，与当数据读取器200读取数据时进行的均衡中的颜色校正有关的信息被反馈给数据记录器100，以致由颜色映射部分125映射的颜色被酌情改变。

这可改善数据记录和读取的质量，而不管使用的打印机型号如何。

另一方面，作为例子，通过假定图像被印刷在白纸上的情况，进行了说明。不过，也可根据应用本发明的数据记录方案，利用引导块把图像印刷在另一个图像之上。

例如，当在数据记录器100中，数据记录部分129-1～129-3印刷与将记录的数据相关的图像时，该图像被印刷在已印刷有照片或其它图像的纸面上。应注意与要记录的数据相关的图像是以不会损坏所述照片或其它图像的细薄度印刷的。

随后，当数据读取器200读取记录的数据时，利用引导块，校正色单元的颜色。同时，除色单元外的颜色像素作为噪声被消除。即，从图像采集部分221-1～221-3获得的图像中除去所述照片或其它图像。

这样，色单元的颜色的浓度受到限制，以便不会损坏所述照片或其它图像。这导致与当把数据印刷在白纸上时相比，能够记录的数据的数量较小。不过，这使得能够把有用的数据记录在杂志的任意页面上，可提高便利性。

参见图11，由均衡部分223处理和输出的数据被提供给空间解交织器224。

空间解交织器224把由空间交织器126排序的数据恢复回其初始状态。空间解交织器224具有和空间交织器126使用的地址表相同的地址表，例如把数据序列“C，F，B，E，A，D”排序成数据序列“A，B，C，D，E，F”。

由空间解交织器224处理和输出的数据被提供给反向颜色映射部分225。

反向颜色映射部分225按照预定方案，把从色单元获得的颜色数据转换成数字数据。此外，反向颜色映射部分225把复用的数据分成数据A和数据B。即，反向颜色映射部分225执行的处理是按照与颜色映射部分125进行的处理相反的顺序进行的计算。

与由反向颜色映射部分225进行的处理所分离的数据A相关的数据被提供给比特解交织器226-1，与数据B相关的数据被提供给比特解交织器226-2。

比特解交织器226-1和226-2分别按照和比特交织器124-1和124-2进行的处理相反的顺序，进行计算。

分别由比特解交织器226-1和226-2处理和输出的两个数据被分别提供给纠错解码部分227-1和227-2。

纠错解码部分227-1和227-2进行分别适合于由纠错编码部分123-1和123-2进行的纠错编码的解码。

分别由纠错解码部分227-1和227-2处理和输出的两个数据被分别提供给去随机化部分228-1和228-2，以便进行去随机化(或者反向能量分散)。

去随机化部分228-1和228-2执行的处理是按照与随机化部分122-1和122-2执行的处理相反的顺序进行的计算。

分别由去随机化部分228-1和228-2处理和输出的两个数据被分别提供给解块部分229-1和229-2。

解块部分229-1和229-2分别按照与分块部分121-1和121-2执行的处理相反的顺序进行计算，从而构成和输出数据A和数据B。

由数据记录器100印刷和记录在介质10的表面上的数据由如上所述的数据读取器200读取和再现。

下面参考图13中所示的流程图，说明由按照本发明的实施例的数据记录器100进行的数据记录的例子。

在步骤S21，数据被分块。即，分块部分121-1把数据A分成预定长度的块，分块部分121-2把数据B分成预定长度的块。

此时，数据被分成其大小是按照待复用数据的个数和介质10的表面尺寸确定的块。如图4中所示，根据需要添加空数据。

在步骤S22，随机化部分122-1和122-2进行随机化(或者说能量分散)。

此时，随机化部分122-1和122-2执行的随机化由用在欧洲地面数字广播(DVB-T)中采用的15阶PRBS(伪随机二元序列)的乘法构成。

在步骤S23，纠错编码部分123-1和123-2分别对输入数据进行纠错编码。这里进行的纠错编码可由LDPC(低密度奇偶检验)编码和BCH编码的组合构成。自然地，另一方面可以使用Reed-Solomon编码、卷积编码或其它编码方案。另外，纠错编码部分123-1和123-2可利用不同的纠错编码方案进行纠错编码。

在步骤S24，比特交织器124-1和124-2分别进行比特交织。

此时，例如进行其中把LDPC码的奇偶检验比特交织到不同的奇偶校验比特位置的奇偶交织。此外，对奇偶交织的LDPC码进行列螺旋交织或其它处理。

在步骤S25，颜色映射部分125复用从比特交织器124-1输出的数据和从比特交织器124-2输出的数据。随后，颜色映射部分125把复用的数据映射成颜色。

此时，通过首先确定诸如RGB或YCbCr之类的颜色向量表现方案，随后定义每个基向量的2的n次方的不同水平的浓度/亮度，进行到颜色的映射。另一方面，通过如图5中所示的空间交织，如图6中所示的频率交织，或者如图8中所示的分层交织，实现数据倍增。另一方面，可以使用块复用或向量复用。

在步骤S26，进行空间交织。

此时，如前所述，空间交织器126通过如图9中所示的随机交织，对数据排序。另一方面，根据如图10中所示的递归随机交织，利用地址表对数据排序。

在步骤S27，引导块插入部分127把与关于图1说明的引导块相关的数据插入由空间交织器126处理和输出的数据中。应注意如前所述，数据可被叠加在引导块上。

在步骤S28，控制信息插入部分128插入控制信息和端部符号。

此时，控制信息可以包含例如色单元大小，和用于色单元的颜色的数目，如前所述。此外，控制信息可包含不仅包括诸如在步骤S27中，引导块插入部分127采用(选择)的引导块颜色，图形和印刷位置之类的模式，而且包括使用的叠加方案(如果数据被叠加在引导块上的话)的信息。此外，控制信息可包含包括在步骤S23中，纠错编码部分123-1和123-2采用(选择)的纠错编码方案，和空间交织器126采用(选择)的交织方案的信息。

随后，控制信息插入部分128把这些信息组合成控制信息，并把控制信息的数据插入在步骤S27的处理之后从引导块插入部分127输出的数据中。应注意，控制信息还经历预定的纠错编码，映射成白色或黑色，和被空间交织(排序)。

另一方面，在步骤S28，控制信息插入部分128还插入印刷上面关于图1说明的端部符号22-1～22-3所需的数据。

在步骤S29，根据作为步骤S28中的处理的结果而输出的数据，数据记录部分129-1～129-3把图像印刷在纸张或其它介质上。

如上所述记录数据。

下面参考图14中所示的流程图，说明由按照本发明的实施例的数据读取器200执行的数据读取的例子。

在步骤S51，图像采集部分221-1～221-3获得介质的纸面上的图像。此时，可以进行图像处理，以消除噪声或校正颜色。这里，根据获得的图像，输出代表与纸面的所有坐标位置相关的颜色的数据。

在步骤S52，控制信息处理部分222-1～222-3再现控制信息。此时，根据作为在步骤S51中执行的处理的结果而输出的数据，读出控制信息。通过识别映射成图1中所示的控制信息21的白色或黑色图形的数据，和进行解交织、纠错和其它处理，再现控制信息。

例如，这识别色单元大小，和用于色单元的颜色的数目。这还识别诸如引导块颜色，图形和印刷位置之类的模式，使用的叠加方案(如果数据被叠加在引导块之上的话)，纠错和交织方案，以及其它信息。

在步骤S53，控制信息处理部分222-1～222-3识别介质的尺寸，和校正坐标位置。

此时，控制信息处理部分222-1～222-3识别印刷在纸面端部的端部符号的坐标位置，从而识别纸面尺寸，和校正坐标位置。

在步骤S54，均衡部分223进行均衡。

即，利用前面关于图12说明的引导块，校正色单元的颜色。应注意的是，在所述均衡中，参考作为在步骤S52中执行的处理的结果而识别的信息。例如，所述信息包括诸如引导块颜色、图形和印刷位置之类的模式。

另一方面，如果从三个控制信息处理部分(控制信息处理部分222-1～222-3)供给数据，那么均衡部分223通过组合这三个数据(例如，求平均值)，进行所述均衡。

在步骤S55，空间解交织器224进行空间解交织。

即，在步骤S55，空间解交织器224把在图13中所示步骤S26中执行的处理中，由空间交织器126排序的数据恢复回其初始状态。

在步骤S56，反向颜色映射部分225进行反向颜色映射，并分离复用的数据。

即，反向颜色映射部分225按照预定方案，把从色单元获得的颜色数据转换成数字数据。此外，反向颜色映射部分225把复用的数据分离成数据A和数据B。

应注意在步骤S56中，由反向颜色映射部分225执行的处理是按照在图13中所示的步骤S25中，由颜色映射部分125进行的处理相反的顺序进行的计算。

在步骤S57，比特解交织器226-1和226-2进行比特解交织。

即，在步骤S57，比特解交织器226-1和226-2按照与在图13中所示的步骤S24中，由比特交织器124-1和124-2执行的处理相反的顺序进行计算。

在步骤S58，纠错解码部分227-1和227-2进行适合于在图13中所示的步骤S23中，由纠错编码部分123-1和123-2执行的纠错编码的解码。应注意在所述解码中，参考作为在步骤S52中执行的处理的结果而识别的纠错方案。

在步骤S59，去随机化部分228-1和228-2进行去随机化。

即，去随机化部分228-1和228-2进行的处理是按照与在图13中所示的步骤S22中，由随机化部分122-1和122-2进行的处理相反的顺序进行的计算。

在步骤S60，解块部分229-1和229-2进行解块。

即，在步骤S60，解块部分229-1和229-2按照与在步骤S21中，由分块部分121-1和121-2进行的处理相反的顺序，进行计算。

在步骤S61，解块部分229-1和229-2输出作为在步骤S60中进行的处理的结果而获得的数据(例如，数据A和数据B)。

如上所述进行数据读取。

就彩色印刷来说，印刷的内容会随着时间而退色。即，达到对黑白色二元记录来说不成问题的程度的退色会导致色单元的数据不可再现。

为了通过利用色单元，容易地记录和读取大量的数据，即使在存在这种退色的情况下，也必须正确地再现数据。另一方面，如果要记录的数据被印刷在例如纸张上，那么尽管采取各种措施小心地保护纸面，纸面也易于局部弄脏和受到刮擦。由于这种弄脏和刮擦而损坏的数据难以事后恢复。现有技术一直不能解决这些问题。

在本发明中，数据记录是如上参考图13所述那样进行的，数据读取是如上参考图14所述那样进行的，从而解决了上述问题。

例如，即使存在退色，通过插入引导块由数据记录器100执行的数据记录，和通过利用引导块由数据读取器200执行的颜色校正也可以正确地再现数据。

此外，即使存在由污迹和刮擦引起的损坏，数据记录器100进行的空间交织，和数据读取器200进行的空间解交织也使事后恢复数据的可能性极高。

另外，比特交织和纠错编码能够提供读取数据的更高可靠性。

此外，进行不同类型的复用使得可利用色单元，在单一介质上记录多个数据，从而获得极高效的记录/再现系统。

上面说明了其中通过印刷，数据记录器100把数据记录在纸张或其它介质上的例子。不过，所述介质可以是显示器，以致数据读取器200读取出现在显示器上的图像。

即，按照本发明的数据记录并不局限于通过印刷实现的数据记录，可以是通过显示图像而实现的数据记录。

另一方面，上面的说明是在假定由按照本发明的数据记录方案记录的数据的图像主要是作为静止图像显示的图像的情况下进行的。不过，所述图像可以是例如显示成一帧运动图像的图像。

另一方面，数据记录器100可以按照JPEG或者其它编码方案编码的图像数据的形式，输出与要记录的数据相关的图像，以致数据读取器200通过再现该图像数据，读取记录的数据。

应注意上述一系列的信息处理可由硬件或软件执行。如果用软件执行所述一系列处理，那么从网络或记录介质把构成所述软件的程序安装到包含在专用硬件中的计算机中。另一方面，从网络或记录介质把所述程序安装到如图15中图解说明的当安装有各种程序时，能够实现各种功能的通用个人计算机700中。

在图15中，CPU(中央处理器)701按照保存在ROM(只读存储器)702中，或者从存储部分708载入RAM(随机存取存储器)703中的程序，执行各种处理。RAM 703还酌情保存CPU 701执行各种处理所需的数据。

CPU 701，ROM 702和RAM 703通过总线704相互连接。I/O接口705也连接到总线704。

输入部分706和输出部分707连接到I/O接口705。例如，输入部分706包括键盘和鼠标。输出部分707包括显示器和扬声器。例如，显示器包括LCD(液晶显示器)。此外，存储部分708和通信部分709连接到I/O接口705。例如，存储部分78包括硬盘。通信部分709包括诸如调制解调器或LAN卡之类的网络接口卡。通信部分709经由包括因特网在内的网络通信。

根据需要，驱动器710也连接到I/O接口705。诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器之类的可拆卸介质711被酌情插入驱动器710中。根据需要，从可拆卸介质读出的计算机程序被安装到存储部分708中。

如果所述一系列的处理由软件执行，那么从诸如因特网之类的网络，或者从诸如可拆卸介质711之类的记录介质，安装构成所述软件的程序。

应注意所述记录介质包括独立于图15中所示的数据读取器本身分发的，向用户提供程序的那些记录介质，包括可拆卸介质711，比如磁盘(包括软盘(注册商标))，光盘(包括CD-ROM(压缩磁盘-只读存储器)和DVD(包括数字通用磁盘))和磁光盘(MD(小型光盘)(注册商标))，或者由本身由半导体存储器或其它存储器构成的可拆卸介质711构成的那些记录介质。所述记录介质还包括预先结合在数据读取器本身中，并被提供给用户的其它记录介质，包括其中保存程序的ROM702和包含在存储部分708中的硬盘。

应注意适合于执行本说明书中上面说明的一系列处理的步骤不仅包括按与所述次序一致的时间顺序执行的那些处理，而且包括不必按时间顺序执行，而是同时或单独执行的其它处理。

另一方面，本发明的实施例并不局限于上述实施例，相反可按照各种方式修改，而不脱离本发明的精神和范围。

本申请包含与在2010年2月3日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2010-022373中公开的主题相关的主题，该申请的整个内容在此引为参考。

Claims (24)

1.一种数据读取器，包括：

图像获取装置，所述图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；

空间解交织装置，所述空间解交织装置进行空间解交织，该空间解交织对在所获得的图像中按照空间分布方式排列在二维空间中的色单元排序；以及

颜色解码装置，所述颜色解码装置通过将色单元被排序的图像作为与二维空间中的坐标位置相关联的颜色数据来进行分析，对与色单元的颜色和颜色的浓度相关联地编码的数据解码。

2.按照权利要求1所述的数据读取器，其中

空间解交织装置对通过分层随机交织以空间分布方式排列的色单元排序。

3.按照权利要求1所述的数据读取器，其中

与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据是通过复用多个数据元素而获得的复用数据，并且

颜色解码装置把所述复用数据分离成所述数据元素。

4.按照权利要求3所述的数据读取器，其中

通过划分显示图像的二维空间，复用所述多个数据元素。

5.按照权利要求3所述的数据读取器，其中

借助与显示图像的二维空间中的色单元的颜色变化相关的频率，复用所述多个数据元素。

6.按照权利要求3所述的数据读取器，其中

通过在同一色单元上组合多种颜色，复用所述多个数据元素。

7.按照权利要求1所述的数据读取器，还包括：

控制信息解码装置，所述控制信息解码装置对控制信息解码，所述控制信息由显示在显示图像的二维空间的预定位置处的具有预定颜色、形状和大小的图形构成，其中

根据包含在控制信息中的信息，进行解交织和颜色解码。

8.按照权利要求1所述的数据读取器，还包括：

均衡装置，所述均衡装置进行根据引导块的颜色来校正色单元的颜色的均衡，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置处的具有预定颜色、形状和大小的图形构成。

9.一种数据读取方法，包括下述步骤：

利用图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；

利用空间解交织装置，进行对所获得的图像中按照空间分布方式排列在二维空间中的色单元排序的空间解交织；以及

利用颜色解码装置，通过将色单元被排序的图像作为与二维空间中的坐标位置相关联的颜色数据来进行分析，对与色单元的颜色和所述颜色的浓度相关联地编码的数据解码。

10.一种使计算机起数据读取器作用的程序，所述数据读取器包括：

图像获取装置，所述图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；

空间解交织装置，所述空间解交织装置进行对获得的图像中，按照空间分布方式，排列在二维空间中的色单元排序的空间解交织；和

颜色解码装置，所述颜色解码装置通过以排序的色单元作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据来分析图像，对结合色单元的颜色和所述颜色的浓度编码的数据解码。

11.一种数据记录器，包括：

颜色编码装置，所述颜色编码装置与颜色和所述颜色的浓度相关联地对输入的数字数据编码；

空间交织装置，所述空间交织装置进行空间交织，该空间交织在二维空间中排列与颜色和颜色的浓度相关联地编码的数据期间按照空间分布方式对该数据排序；以及

记录装置，所述记录装置通过把空间交织的数据在二维空间中显示成色单元来记录输入的数字数据，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。

12.一种数据读取器，包括：

图像获取装置，所述图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；

均衡装置，所述均衡装置进行均衡，所述均衡根据引导块的颜色来校正色单元的颜色，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置处的具有预定颜色、形状和大小的图形构成；以及

颜色解码装置，所述颜色解码装置通过将色单元的颜色被校正的图像作为与二维空间中的坐标位置相关联的颜色数据来进行分析，对与色单元的颜色和所述颜色的浓度相关联地编码的数据解码。

13.按照权利要求12所述的数据读取器，其中

与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据是通过复用多个数据元素而获得的复用数据，并且

颜色解码装置把复用数据分离成所述数据元素。

14.按照权利要求13所述的数据读取器，其中

通过划分显示图像的二维空间，复用所述多个数据元素。

15.按照权利要求13所述的数据读取器，其中

借助与显示图像的二维空间中的色单元的颜色变化相关的频率，复用所述多个数据元素。

16.按照权利要求13所述的数据读取器，其中

通过组合多个色单元颜色，复用所述多个数据元素。

17.按照权利要求12所述的数据读取器，还包括：

控制信息解码装置，所述控制信息解码装置对控制信息解码，所述控制信息由显示在显示图像的二维空间的预定位置处的具有预定形状和大小的黑色或白色图形构成，其中

根据包含在控制信息中的信息，进行均衡和颜色解码。

18.一种数据读取方法，包括下述步骤：

利用图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；

利用均衡装置进行均衡，所述均衡根据引导块的颜色来校正色单元的颜色，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置处的具有预定颜色、形状和大小的图形构成；以及

利用颜色解码装置，通过将色单元的颜色被校正的图像作为与二维空间中的坐标位置相关联的颜色数据来进行分析，对与色单元的颜色和所述颜色的浓度相关联地编码的数据解码。

19.一种使计算机起数据读取器作用的程序，所述数据读取器包括：

图像获取装置，所述图像获取装置获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；

均衡装置，所述均衡装置进行均衡，所述均衡根据引导块的颜色，校正色单元的颜色，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置的，具有预定颜色、形状和大小的图形构成；和

颜色解码装置，所述颜色解码装置通过分析具有色单元的校正颜色的图像，作为与二维空间中的坐标位置相关的颜色数据，对结合色单元的颜色，和所述颜色的浓度编码的数据解码。

20.一种数据记录器，包括：

颜色编码装置，所述颜色编码装置与颜色和所述颜色的浓度相关联地对输入的数字数据编码；

引导块插入装置，所述引导块插入装置把引导块的数据插入编码数据中，以致根据编码数据，在二维空间中排列所述颜色浓度的图像期间插入引导块，所述引导块作为具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形被显示在预定坐标位置；以及

记录装置，所述记录装置通过在二维空间中把插入有引导块的数据的编码数据显示成包括色单元和引导块的图像，记录输入的数字数据，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。

21.一种数据读取器，包括：

图像采集部分，所述图像采集部分被配置成获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；

空间解交织部分，所述空间解交织部分被配置成进行空间解交织，该空间解交织对在所获得的图像中按照空间分布方式排列在二维空间中的色单元排序；以及

颜色解码部分，所述颜色解码部分被配置成通过将色单元被排序的图像作为与二维空间中的坐标位置相关联的颜色数据来进行分析，对与色单元的颜色和所述颜色的浓度相关联地编码的数据解码。

22.一种数据记录器，包括：

颜色编码部分，所述颜色编码部分被配置成与颜色和所述颜色的浓度相关联地对输入的数字数据编码；

空间交织部分，所述空间交织部分被配置成进行空间交织，该空间交织在二维空间中排列与颜色和颜色浓度相关联地编码的数据期间按照空间分布方式对该数据排序；以及

记录部分，所述记录部分被配置成通过把空间交织的数据在二维空间中显示成色单元来记录输入的数字数据，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。

23.一种数据读取器，包括：

图像采集部分，所述图像采集部分被配置成获得具有排列在二维空间中的色单元的图像，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成；

均衡部分，所述均衡部分被配置成进行均衡，所述均衡根据引导块的颜色来校正色单元的颜色，所述引导块由显示在显示图像的二维空间的预定位置处的具有预定颜色、形状和大小的图形构成；以及

颜色解码部分，所述颜色解码部分被配置成通过将色单元的颜色被校正的图像作为与二维空间中的坐标位置相关联的颜色数据来进行分析，对与色单元的颜色和所述颜色的浓度相关联地编码的数据解码。

24.一种数据记录器，包括：

颜色编码部分，所述颜色编码部分被配置成与颜色和所述颜色的浓度相关联地对输入的数字数据编码；

引导块插入部分，所述引导块插入部分被配置成把引导块的数据插入编码数据中，以致根据编码数据，在二维空间中排列所述颜色浓度的图像期间插入引导块，所述引导块作为具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形被显示在预定坐标位置；以及

记录部分，所述记录部分被配置成通过在二维空间中把插入有引导块的数据的编码数据显示成包括色单元和引导块的图像，记录输入的数字数据，每个色单元由具有给定颜色浓度的预定形状和大小的图形构成。

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